Toxicidade de cádmio e respostas de sensibilidade em Enterolobium contortisiliquum
DOI:
https://doi.org/10.1590/1983-21252023v36n409rcPalavras-chave:
Enzimas antioxidantes. Excesso de cádmio. Trocas gasosas. Estresse oxidativo. Timbaúva.Resumo
A contaminação do solo por metais pesados traz consigo diversos problemas ambientais. Dentre esses metais, destaca-se o cádmio (Cd) como um elemento extremamente prejudicial ao desenvolvimento das plantas, podendo inclusive causar possível perda ou supressão da vegetação em diversos solos ao redor do mundo. Assim, é necessário identificar espécies tolerantes para restabelecer as condições ecológicas do ambiente. Neste estudo, o objetivo foi avaliar a tolerância ao Cd em mudas de Enterolobium contortisiliquum, avaliando os efeitos do Cd sobre variáveis morfofisiológicas e bioquímicas para determinar seu potencial como espécie fitorremediadora. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro repetições, composto por cinco concentrações de Cd: 0, 25, 50, 75 e 100 µmol L-1. Ao final do período de exposição aos tratamentos, foram medidas as variáveis fotossintéticas, morfológicas (massa seca da parte aérea e da raiz e morfologia da raiz) e bioquímicas (concentração de pigmentos fotossintéticos, teor de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica da membrana e atividade da guaiacol peroxidase e superóxido dismutase). Mesmo com a ativação de enzimas antioxidantes, as concentrações de cádmio afetaram negativamente os pigmentos fotossintéticos e a taxa fotossintética de Enterolobium contortisiliquum. Isso resultou em uma redução na produção de biomassa e nas funções do fotossistema, fato que indica sua sensibilidade ao excesso de Cd. Devido a essas características, mudas de E. contortisiliquum podem ser utilizadas como bioindicadoras de áreas contaminadas por cádmio.
Downloads
Referências
ALVARES, C. A. et al. Köppen’s climate classifcation map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, 22: 711-728, 2013.
BAMAGOOS, A. A.; ALHARBY, H. F.; ABBAS, G. Differential Uptake and Translocation of Cadmium and Lead by Quinoa: A Multivariate Comparison of Physiological and Oxidative Stress Responses. Toxics, 10: 1-17, 2022.
BEAUCHAMP, C.; FRIDOVICH, I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 44: 276-287, 1971.
BELGHITH, T. et al. Physiological and biochemical response of Dunaliella salina to cadmium pollution. Journal of Applied Phycology, 28: 991-999, 2016.
BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Espécies nativas da flora brasileira de valor econômico atual ou potencial: plantas para o futuro Região Sul. 2011. Disponível em: http://www.mma.gov.br/estruturas/sbf2008_dcbio/_ebooks/. Acesso em: 12 jul. 2023.
BRASIL. Conselho Nacional do Meio Ambiente, Brasília. Resolução CONAMA Nº 420. 2009. Disponível em: <https://cetesb.sp.gov.br/areas-contaminadas/wp-content/uploads/sites/17/2017/09/resolucao-conama-420-2009-gerenciamento-de-acs.pdf>. Acesso em: 12 jul. 23.
CHAMBA-ERAS, I. et al. Native Hyperaccumulator Plants with Differential Phytoremediation Potential in an Artisanal Gold Mine of the Ecuadorian Amazon. Plants, 11: 1-14, 2022.
CONCEIÇÃO, S. S. et al. Cadmium toxicity and phytoremediation in trees - A review. Australian Journal of Crop Science, 14: 857-870, 2020.
DELDEN, S. H. V., NAZARIDELJOU, M. J., MARCELIS, L. F. M. Nutrient solutions for Arabidopsis thaliana: a study on nutrient solution composition in hydroponics systems. Plant Methods, 16: 1-14, 2020.
DORNELES, A. O. D. et al. Aluminum stress tolerance in potato genotypes grown with silicon. Bragantia, 78: 12-25, 2019.
EL-MOSHATY, F. I. B. et al. Lipid peroxidation and superoxide productions in cowpea (Vigna unguicultata) leaves infected with tobacco rings virus or southern bean mosaic virus. Journal Physiological and Molecular Plant Pathology, 43: 109-119, 1993.
FERREIRA, D. F. SISVAR: A computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, 37: 529-535, 2019.
GIANNOPOLITIS, C. N.; RIES, S. K. Purification and quantitative relationship with water-soluble protein in seedlings. Journal of Plant Physiology, 48: 315-318, 1977.
GUTIÉRREZ-MARTÍNEZ, P. B. et al. Assessment of antioxidant enzymes in leaves and roots of Phaseolus vulgaris plants under cadmium stress. Biotecnia, 22: 110-118, 2020.
HISCOX, J. D.; ISRAELSTAM, G. F. A method for the extraction of chlorophyll from leaf tissue without maceration. Canadian Journal of Botany, 57: 1132-1334, 1979.
HOAGLAND, D. R.; ARNON, D. I. The waterculture method for growing plants without soil. 2. ed. Berkeley: University of California, 1950. 32 p. (Circular, 347)
HUIHUI, Z. et al. Toxic effects of heavy metals Pb and Cd on mulberry (Morus alba L.) seedling leaves: Photosynthetic function and reactive oxygen species (ROS) metabolism responses. Ecotoxicology and Environmental Safety, 195: 1 -11, 2020.
JANG, J. et al. Evaluation of Bioenergy Potential and Relative Impact of Microclimate Conditions for Sustainable Fuel Pellets Production and Carbon Sequestration of Short-Rotation Forestry (Populus × Canadensis Moench.) in Reclaimed Land, South Korea: Three-Year Monitoring. Sustainability, 12: 1-29, 2020.
KIJOWSKA-OBERC, J.; STASZAK, A. M.; RATAJCZAK, E. Climate change affects seed aging? Initiation mechanism and consequences of loss of forest tree seed viability. Trees, 35: 1099-1108, 2021.
KUBIER, A.; WILKIN, R. T.; PICHLER, T. Cadmium in soils and groundwater: A review. Applied Geochemistry, 108: 1-16, 2019.
KUINCHTNER, C. C. et al. Can species Cedrela fissilis Vell. be used in sites contaminated with toxic aluminum and cadmium metals? iForest - Biogeosciences and Forestry, 14: 508-516, 2021.
LI, S. et al. Cadmium-induced oxidative stress, response of antioxidants and detection of intracellular cadmium in organs of moso bamboo (Phyllostachys pubescens) seedlings. Chemosphere, 153: 107-114, 2016.
LICHTENTHALER, H. K. Chlorophylls and carotenoids: pigments of photosynthetic biomembranes. In: PACKER, L., DOUCE, R. (Eds.). Methods in Enzimology, London: Academic Press, p. 350-381, 1987.
LIU, L. et al. Effects of cadmium stress on physiological indexes and fruiting body nutritions of Agaricus brasiliensis. Scientific Reports, 11: 1-12, 2021.
LORETO, F.; VELIKOVA, V. Isoprene produced by leaves protects the photosynthetic apparatus against ozone damage, quenches ozone products, and reduces lipid peroxidation of cellular membranes. Plant Physiology, 12: 1781-1787, 2001.
ONO, K. et al. Model construction for estimating potential vulnerability of Japanese soils to cadmium pollution based on intact soil properties. Plos one, 14: 1-17, 2019.
OUABO, E. R.; SANGODOYIN, A. Y.; OGUNDIRAN, M. B. Assessment of Ordinary Kriging and Inverse Distance Weighting Methods for Modeling Chromium and Cadmium Soil Pollution in E-Waste Sites in Douala, Cameroon. Journal of Health and Pollution, 10: 1-20, 2020.
PRESOTTO, R. A. et al. Influência do Al3+ em solução nutritiva no crescimento de três espécies florestais utilizadas na recuperação de áreas degradadas. Ciência Florestal, 28: 384-392, 2018.
RIZWAN, M. et al. Use of Maize (Zea mays L.) for phytomanagement of Cd-contaminated soils: a critical review. Environmental Geochemistry and Health, 39: 259-277, 2017.
SHAARI, N. E. M. et al. Cadmium toxicity symptoms and uptake mechanism in plants: a review. Brazilian Journal of Biology, 84: 1-17, 2024.
SILVA, P. D. A. et al. Tratamentos para superação de dormência em sementes de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. Revista verde de agroecologia e desenvolvimento sustentável, 9: 213-217, 2014.
SILVA, R. F. et al. Crescimento e tolerância de mudas de Enterolobium contortisiliquum (Vell.) cultivadas em solo contaminado com zinco. Ciência Florestal, 28: 979-986, 2018.
ZERAIK, A. E.; SOUZA, F. S.; FATIBELLO-FILHO, O. Desenvolvimento de um spot test para o monitoramento da atividade da peroxidase em um procedimento de purificação. Química Nova, 31: 731-734, 2008.
ZHAO, H. et al. Effects of cadmium stress on growth and physiological characteristics of sassafras seedlings. Scientific Reports, 11: 1-11, 2021.
ZHANG, Z. et al. Nitrogen application mitigates drought-induced metabolic changes in Alhagi sparsifolia seedlings by regulating nutrient and biomass allocation patterns. Plant Physiology and Biochemistry, 155: 828-841, 2020.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Os Autores que publicam na Revista Caatinga concordam com os seguintes termos:
a) Os Autores mantêm os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons do tipo atribuição CC-BY, para todo o conteúdo do periódico, exceto onde estiver identificado, que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista, sem fins comerciais.
b) Os Autores têm autorização para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
c) Os Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre).
